【正文】 其硬件電路圖的如下圖所示：圖412 單片機(jī)控制變頻器控制液位電路圖 在系統(tǒng)中，由電極式液位傳感器檢測(cè)出當(dāng)前的鍋爐水位，把信號(hào)傳入單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。C；0～1200186。其測(cè)溫探頭電路如下圖所示，傳感器在不同的溫度下其電阻阻值也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，則其電阻上的壓差也會(huì)隨之改變，該電壓經(jīng)過(guò)放大電路放大成單片機(jī)適合的輸入電壓后再有單片的I/O口讀取，最后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度的二進(jìn)制值輸送到上位機(jī)顯示。 （1）現(xiàn)場(chǎng)溫度采集的實(shí)現(xiàn) 現(xiàn)場(chǎng)溫度的采集有溫度傳感器采集獲得。干法系統(tǒng)采用石灰粉和化學(xué)助劑來(lái)去除有害氣體，不再采用價(jià)格昂貴的活性炭，再加上減少了制漿所需電耗和水，從而可大大降低運(yùn)行成本。這些干態(tài)產(chǎn)物小部分從反應(yīng)塔塔底排灰口排出，大部分隨煙氣經(jīng)煙道進(jìn)入和布袋除塵器除塵。我國(guó)生活垃圾中含氯化合物和重金屬含量相對(duì)較少，只要嚴(yán)格采取上述相關(guān)控制措施，垃圾焚燒發(fā)電排放的二惡英濃度是可以有效控制的，一般是不會(huì)超過(guò)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。（2）選用新型袋式除塵器，控制除塵器入口處的煙氣溫度低于200℃，并在進(jìn)入袋式除塵器的煙道上設(shè)置活性炭等反應(yīng)劑的噴射裝置，進(jìn)一步吸附二惡英。燃燒后形成氯苯，后者成為二惡英合成的前體；、含碳物質(zhì)如紙張、木制品、食物殘?jiān)冉?jīng)過(guò)銅、鈷等金屬離子的催化作用不經(jīng)氯苯生成二惡英。自然界的微生物和水解作用對(duì)二惡英的分子結(jié)構(gòu)影響較小，因此，環(huán)境中的二惡英很難自然降解消除。自動(dòng)化分揀設(shè)備的分揀速度明顯高于人工，每套系統(tǒng)每小時(shí)可以分揀14噸垃圾，人工每小時(shí)最多只能分揀3噸。設(shè)備在工作時(shí)人們還可以聽到如給汽車輪胎打氣的嘶嘶聲，這種聲音是設(shè)備控制系統(tǒng)為設(shè)備引路，將其導(dǎo)向主要的工作點(diǎn)。這樣就會(huì)使得原本可以回收利用的資源浪費(fèi)掉。想把一些資源回收利用也就相對(duì)困難了。在此主要介紹垃圾發(fā)電中的部分關(guān)鍵技術(shù)。與此同時(shí)，有鼓風(fēng)機(jī)把空氣送入焚燒爐中以提供燃燒所需的氧氣。我國(guó)的垃圾在垃圾分類收集這方面做得還不夠好，許多各類的垃圾都推積在一起，而且垃圾的熱值較低，水分含量又相對(duì)較高。2）燃燒熱效率高 正常燃燒熱效率80%以上，即使水分含量較高的生活垃圾，燃燒熱效率也可以達(dá)到70%以上。特點(diǎn)是設(shè)備利用率高，灰渣中含碳量低，過(guò)?？諝饬康停泻怏w排放量低。滾動(dòng)爐排和往復(fù)爐排的撥火作用強(qiáng)，比較適用于低熱值、高灰分的城市垃圾的焚燒； （2）流化床式焚燒系統(tǒng)，垃圾的懸浮燃燒，空氣與垃圾充分接觸，燃燒效果好。從能量轉(zhuǎn)換的角度來(lái)說(shuō)就是，把垃圾中的物資能經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化燃燒變成熱能，再由熱能轉(zhuǎn)化為蒸汽，蒸汽推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電產(chǎn)生電能。垃圾并不是百無(wú)一用的廢物，它只是被放錯(cuò)地方的資源，只要科學(xué)地加以利用，它就會(huì)成為地球上唯一可以不斷增長(zhǎng)的可再生資源。而垃圾焚燒發(fā)電隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，它不但可以節(jié)約出大量的占用土地，而且把污染環(huán)境的垃圾變廢為寶，使資源得到可持續(xù)發(fā)展，把危害人類的垃圾變成服務(wù)人類社會(huì)的資源。目前，我國(guó)不斷加強(qiáng)城市環(huán)保工作，特別對(duì)大氣、水、垃圾和噪聲污染的綜合治理作為重點(diǎn)。RDF制造廠可因地分散建立，就地制成RDF燃料，它為粉筆形狀，直徑15mm，長(zhǎng)度50mm，發(fā)熱量為14595～20016kJ/kg，在制造過(guò)程中滅菌，故可運(yùn)到RDF燃料集中點(diǎn)進(jìn)行RDF發(fā)電。 由東北電力設(shè)計(jì)院張之川先生編寫《國(guó)外垃圾發(fā)電技術(shù)及開發(fā)現(xiàn)狀》對(duì)現(xiàn)在國(guó)外的垃圾發(fā)電的相關(guān)技術(shù)做了比較詳細(xì)的介紹。隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加快，而垃圾污染也日益嚴(yán)重。在我們生活的周圍城市和工業(yè)的垃圾也變得越來(lái)越多，已成為受到人們重視的城市污染源之一。垃圾發(fā)電也就變得日益重要。尤其在污染日益嚴(yán)重，而能源缺乏的今天城市生活垃圾所形成的問(wèn)題變得日益有嚴(yán)重。s digital signal can be identified. It’s control parameters of the application of singlechip digital signal through the asynchronous serial RS485 busbit machine to transmit data up to show. And analyze the working principle of the selection of hardware and related， give the part of the system hardware circuitry and software processes.Key words: single chip microcontroller， sensors， wastetoenergy， measurement and control， RS485 bus單片機(jī)在垃圾發(fā)電中的應(yīng)用目 錄第一章 垃圾發(fā)電的現(xiàn)狀與意義 1 國(guó)內(nèi)的情況 1 國(guó)外的情況 1 垃圾發(fā)電的意義 3第二章 垃圾焚燒發(fā)電的原理與工藝流程 4 焚燒垃圾發(fā)電原理 4 垃圾發(fā)電的工藝流程 4第三章 垃圾發(fā)電中主要的技術(shù) 9 垃圾分揀與回收 9 垃圾焚燒過(guò)程中如何防止二惡英產(chǎn)生的控制技術(shù) 11 垃圾焚燒煙氣凈化理技術(shù) 12 垃圾焚燒爐干法尾氣凈化工藝與優(yōu)點(diǎn) 13第四章 單片機(jī)在垃圾發(fā)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 15 溫度的監(jiān)控 15 壓力的監(jiān)控 20 液位的監(jiān)控 21 氣流的監(jiān)控 23 氣體氧氣含量的測(cè)控 25 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的控制 26 被控參量的顯示 28第五章 垃圾發(fā)電測(cè)控系統(tǒng)的搭建 30 總線的選擇與接口轉(zhuǎn)換 30 測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 34第六章 系統(tǒng)中上下位機(jī)間的通信過(guò)程 36 通信網(wǎng)絡(luò)的硬件結(jié)構(gòu) 36 通信協(xié)議的設(shè)計(jì)方案 36 虛擬儀器軟件在系統(tǒng)上位機(jī)中的應(yīng)用 37第七章 目前國(guó)內(nèi)垃圾發(fā)電還需要解決的問(wèn)題 41 人們環(huán)保意識(shí)還需增強(qiáng) 41 人們應(yīng)該正確看待垃圾發(fā)電 41 垃圾發(fā)電需要國(guó)家相關(guān)政策的制定與扶持 42第八章 中國(guó)發(fā)展垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的建議 43 國(guó)內(nèi)垃圾處理的方式應(yīng)由填埋為主向焚燒處理過(guò)度 43 垃圾焚燒設(shè)備應(yīng)適合我國(guó)國(guó)情的國(guó)產(chǎn)化為主 43 垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)供熱應(yīng)得政府的支持 43 垃圾發(fā)電主要解決的問(wèn)題是垃圾污染的問(wèn)題而不是發(fā)電 44總 結(jié) 45參考文獻(xiàn) 46致 謝 48 49 第一章 垃圾發(fā)電的現(xiàn)狀與意義1．概述 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，城市的不斷增多與擴(kuò)大。中國(guó)的人多地少，人們對(duì)生活環(huán)境要求越來(lái)越高。國(guó)外在垃圾分揀方面也做得很好，什么樣的垃圾該放哪里都有相關(guān)的法律明確規(guī)定，這對(duì)垃圾發(fā)電技術(shù)的發(fā)展也起到一定的促進(jìn)作用。然后將RDF燃料運(yùn)到電廠進(jìn)行發(fā)電?！　沫h(huán)?？紤]RDF發(fā)電是今后發(fā)展的方向，適用于人口在30～40萬(wàn)、日處理一般垃圾400t、安裝10MW機(jī)組?？紤]到這些垃圾填埋的方法已不再適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的要求。在不久的未來(lái)，垃圾發(fā)電將會(huì)變成最主要的垃圾處理方式。再經(jīng)燃燒，把熱能轉(zhuǎn)化為蒸汽，推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。層燃焚燒方式的主要特點(diǎn)是垃圾無(wú)需嚴(yán)格的預(yù)處理。西方國(guó)家多將該類焚燒爐用于有毒、有害工業(yè)垃圾的處理。 　　其優(yōu)點(diǎn)是：1）處理垃圾范圍廣泛 能夠處理工業(yè)垃圾、生活垃圾、醫(yī)院垃圾廢棄物、廢棄橡膠輪胎等。在西方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國(guó)家，其城市垃圾推積的密度較小，分類收集，熱值高而且灰分與水分較低。再由垃圾坑上方的移動(dòng)吊車把垃圾放入垃圾分配裝置輸送到焚燒爐燃燒。如垃圾的分揀、設(shè)備的選擇、二次污染的控制還有尾氣的處理等等。 而我國(guó)在這方面還做得不夠好，城市垃圾一般都是集中收集。因?yàn)檫@樣一來(lái)，那些比較重的體積的，價(jià)值不是很大的又比較臟的，但是又還有利用價(jià)值的資源就有可能被丟棄或遺漏。目前，在德國(guó)東部城市萊比錫有一套處理“黃口袋” 垃圾的先進(jìn)系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，其巨大的渦輪桿像絞肉機(jī)那樣吃進(jìn)一個(gè)個(gè)黃口袋，振動(dòng)篩將垃圾振動(dòng)開，一根吸管首先將垃圾中的塑料薄膜吸掉，然后磁鐵將垃圾中的金屬吸走。分揀后的剩余垃圾再送往垃圾焚燒廠焚燒。這類物質(zhì)非常穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機(jī)溶劑，是無(wú)色無(wú)味的脂溶性物質(zhì)，所以非常容易在生物體內(nèi)積累。目前認(rèn)為主要有三種途徑：，焚燒溫度低于800℃，含氯垃圾不完全燃燒，極易生成二惡英。C左右。我們應(yīng)該科學(xué)的看待并用先進(jìn)的科學(xué)手段去處理防止其產(chǎn)生。霧化水由反應(yīng)塔喉部的雙流體霧化噴嘴噴入反應(yīng)塔，以很高的傳質(zhì)速率在反應(yīng)塔中與煙氣混合，煙氣中小液滴與氫氧化鈣顆粒以很高的傳質(zhì)速率與煙氣中的SO2等酸性物質(zhì)進(jìn)行混合反應(yīng)，生成CaSOCaSO3和CaCl2等反應(yīng)產(chǎn)物。 垃圾焚燒爐干法尾氣凈化工藝與優(yōu)點(diǎn)干法系統(tǒng)所收集的飛灰容易處理，解決了濕法、半干法飛灰二次處理的難題。采用AVR單片機(jī)來(lái)對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅AVR單片機(jī)具有很高的性價(jià)比，可以使工程控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度等參數(shù)的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。其的測(cè)量電路如圖417。表421　　 量程0～2200MPa　綜合精度％FS；％FS；％FS　輸出1mV／V；／V；2mV／V　　工作溫度0～125186。由于垃圾熱值變化大， 導(dǎo)致鍋爐蒸汽流量波動(dòng)較大， 為了克服負(fù)荷波動(dòng)造成的虛假水位影響， 可設(shè)置根據(jù)液位、蒸汽流和給水流量進(jìn)行控制的三沖量串級(jí)水位調(diào)節(jié)回路。流量計(jì)分一體化顯示和遠(yuǎn)傳顯示，并可輸出脈沖信號(hào)與微機(jī)聯(lián)網(wǎng)。圖414 LUGB型渦街流量計(jì)信號(hào)放大處理電路圖該電路為RCV420的典型應(yīng)用電路。而德國(guó)梅莎MESA含氧量傳感器主要分為兩種： 第一種是:直插式（型號(hào):），是將氧化鋯直接插入高溫被測(cè)氣體，℃，利用被測(cè)氣氛的高溫使氧化鋯達(dá)到工作溫度，反應(yīng)速度快，即將氧化鋯與氧化鋁管永久的焊接在一起，成功解決了陶瓷材料的高溫密封問(wèn)題，從而可以實(shí)現(xiàn)極佳的密封性能. 第二種是:采樣式（型號(hào):MF060），是通過(guò)導(dǎo)引管，將被測(cè)氣體導(dǎo)入氧化鋯檢測(cè)室（型號(hào)MK1）.檢測(cè)室通過(guò)加熱元件把氧化鋯加熱到工作溫度（750℃以上），壽命長(zhǎng)達(dá)57年，MESA公司采用了冷卻罩的設(shè)計(jì)理念，突破了傳感器對(duì)爐內(nèi)溫度的限制，使傳感器可以對(duì)12002000℃高溫氣氛進(jìn)行取樣測(cè)量. 本系統(tǒng)選用德國(guó)MESA直插式含氧量傳感器（氧化鋯，氧探）。 由傳感器檢測(cè)爐中氧氣的含量把它傳給系統(tǒng)，由系統(tǒng)顯示分析。其中增量型PID算法的輸出為： 式（41）其中Kp、Ki、Kd分別為比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)。如果P的符號(hào)選擇不當(dāng)對(duì)象測(cè)量值就會(huì)離控制目標(biāo)的設(shè)定值越來(lái)越遠(yuǎn)，如果出現(xiàn)這樣的情況P的符號(hào)就一定要取反。該方式的功耗較之靜態(tài)掃描要小。在這只介紹其中兩種常見的總線結(jié)構(gòu)。圖52 CAN總線結(jié)構(gòu)（3）總線轉(zhuǎn)換接口在目前的很多工業(yè)領(lǐng)域中，我們通常都是需要把很多的工業(yè)參數(shù)實(shí)時(shí)的傳輸?shù)诫x現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)的控制室里的上位機(jī)上。我國(guó)自從1985年在深圳建立起第一個(gè)垃圾焚燒發(fā)電廠以來(lái)，許多城市也先后建立了一些垃圾發(fā)電廠。又因?yàn)槟壳按蠖鄶?shù)通用型變頻器都具標(biāo)準(zhǔn)的RS485接口，同時(shí)還具有短路、過(guò)電流、過(guò)電壓、過(guò)載、過(guò)熱、缺相等完善的保護(hù)功能。(5) 通過(guò)數(shù)據(jù)總線或RS485接口可以方便的與儀表或DCS系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。而 PC則因?yàn)樨S富的軟、 硬件資源， 被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中。具有傳輸速率快（1200 m時(shí)為 100Kb/ s），抗干擾能力強(qiáng)，布線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。而RS485總線是一種異步半雙工的通信總線 ， 發(fā)送和接受共用同一物理通道， 在任意時(shí)刻只允許一臺(tái)單片機(jī)處于發(fā)送狀態(tài)。虛擬儀器技術(shù)已經(jīng)在測(cè)試測(cè)量以及工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。通過(guò)使用LabVIEW可以縮短測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)間，而且設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)具有界面美觀、便于修改、易于擴(kuò)展等特點(diǎn)。其中VISA resource name用于選擇所用到的串行口，PC機(jī)中常用到的串口號(hào)分別用COM1和COM2表示。Byte count用于設(shè)置要讀取的字節(jié)數(shù)。圖62 上位機(jī)監(jiān)控界面其程序面板的程序如圖63至65所示。 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，科技的不斷發(fā)展，城市的興起，人們的生活水平也不斷的提高。二惡英是劇毒，但我們也沒(méi)有必要談虎色變。同時(shí)也要鼓勵(lì)新技術(shù)的研發(fā)，還要有完善的監(jiān)督管理。目前國(guó)內(nèi)大部分垃圾焚燒電廠根本無(wú)力處理，環(huán)保部門的軟硬件條件也不夠，監(jiān)測(cè)無(wú)法到位，有些垃圾發(fā)電廠甚至根本就不進(jìn)行檢測(cè)。 國(guó)內(nèi)垃圾處理的方式應(yīng)由填埋為主向焚燒處理過(guò)度 目前垃圾處理的基本方式有三種方法：衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒。各發(fā)達(dá)國(guó)家都針對(duì)本國(guó)的垃圾發(fā)電制定了相應(yīng)的優(yōu)惠政策，可以說(shuō)，在世界范圍內(nèi)，沒(méi)有優(yōu)惠政策和各種補(bǔ)貼，垃圾發(fā)電難以產(chǎn)業(yè)化。假如垃圾發(fā)電片面追求產(chǎn)業(yè)化和經(jīng)濟(jì)效益，不僅會(huì)造成一次污染，還將嚴(yán)重影響垃圾處理產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。并介紹了基于ATmega16單片機(jī)在垃圾發(fā)電檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用。DSP外圍數(shù)字IC技術(shù)手冊(cè) 李朝青 北京航空航天大學(xué)出版社[14] 張衍國(guó)、李清海、康建斌 垃圾清潔焚燒發(fā)電技術(shù) 中國(guó)水利水電出版社[15] 汪玉林 主編《垃圾發(fā)電技術(shù)及工程實(shí)例》 化學(xué)工業(yè)出版社[16] 海濤. ATmega系列單片機(jī)原理及應(yīng)用—C語(yǔ)言教程. 機(jī)械工程出版社 2008年[17] 王福瑞. 單片機(jī)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全. 北京航空航天大學(xué)出版社1998年. 281～283[18] 陳冬云、杜敬倉(cāng)、2006年 機(jī)械工業(yè)出版社[19] 劉蘭香、張秋生. ATmega128單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)實(shí)例. 機(jī)械工業(yè)出版社2006年[20] 何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編①. 北京航空航天大學(xué)出版社，1993年[21] 城市垃圾處理與處置. 北京 中國(guó)環(huán)境出版社，1992[22] 中國(guó)工控網(wǎng) [23] 電力設(shè)備網(wǎng) [24] 中國(guó)電子